Экологический мониторинг

необходимой для принятия экологически значимых решений информации.

Контроль  качества компонентов биосферы, сменами в них, которые вызваны  антропогенными причинами, осуществляются с помощью экологического мониторинга.

Государственный мониторинг окружающей природной среды – это система  наблюдений, сбора, обработки, передачи, сохранения и анализа информации о состоянии окружающей природной  среды, прогнозирования его изменений  и разработка научного обоснования  рекомендаций для вынесения управленческих решений. В зависимости  от предназначения  осуществляется общий (стандартный), оперативный (кризисный) и фоновый (научный) мониторинг окружающей природной среды.

Общий (стандартный) мониторинг окружающей природной среды – это  оптимальные по количеству параметров наблюдения  на пунктах, в объединениях в единую информационно-технологическую сеть, которые дают возможность  на основе  оценки и прогнозирования состояния окружающей среды, регулярно разрабатывать управленческие решения на всех уровнях.

Оперативный (кризисный) мониторинг окружающей природной среды – это наблюдение специальных показателей на целевой  сети пунктов в реальном масштабе времени по отдельным объектам –  источниками повышенного экологического кризиса в отдельных регионах, которые определены как зоны чрезвычайной экологической ситуации, а также  в районах аварии с вредными экологическими последствиями с целью обеспечения  оперативного реагирования на кризисные  ситуации и создание безопасных условий  для населения.

Фоновый (научный) мониторинг окружающей природной среды – это специальные  высокоточные наблюдения за всеми составляющими  окружающей среды, а также за характером, составом, кругооборотом  и миграцией  загрязняющих веществ, за реакцией организмов на загрязнение на уровне отдельных популяций, экосистем и биосферы в целом. Фоновый мониторинг осуществляется в природных и биосферных заповедниках, на других  территориях, которые охраняются, на базовых станциях.

Экологический мониторинг осуществляется на четырех уровнях:

1. локальном – на территории отдельных объектов (предприятий), городов, на участках ландшафтов. Для  эффективного контроля  загрязнения атмосферы в городах с населением до 100 тыс. жителей, контрольных станций целесообразно иметь, по крайней мере, три; от 100 тыс. до 300 тыс. жителей – не меньше пяти, от 300 тыс.  до 500 тыс. – семь, тогда как в населенном пункте с населением свыше 1 млн. человек – 11- 24 пунктов. Промышленные системы экологического мониторинга контролируют выбросы промышленных предприятий, уровень загрязнения промышленных площадок и прилегающих к ним районов;
2. региональном – в пределах административно-территориальных единиц, на территориях экономических и природных регионов. Большей частью он (мониторинг) получает данные о загрязнении атмосферы и водоемов от местных  и промышленных  контрольных станций;
3. национальном – на территории страны в целом мониторинг означает статистическую обработку и анализ данных о загрязнении окружающей среды от региональных систем  с искусственных  спутников Земли и космических орбитальных станций. Они функционируют вместе со Службой погоды Госкомгидромета Украины и осуществляют прогноз качества окружающей среды на больших территориях страны;
4. глобальные системы мониторинга окружающей среды используются для исследований и охраны природы и осуществляются на основе международных  соглашений в этой сфере. Ряд стран имеет сеть надземных станций, на которых осуществляется непрерывный выбор и анализ проб на наличие  в атмосфере загрязняющих веществ, СО₂, СО, пыли, свинца, радионуклидов.

Для сохранения фонового уровня качества среды, по сравнению с которыми определялся  б  и уровень влияния человека на атмосферу, создана сеть биосферных заповедников. Она охватывает все  основные типы природных зон.

Существуют различные подходы  к классификации мониторинга (по характеру решаемых задач, по уровням  организации, по природным средам, за которыми ведутся наблюдения). Отраженная на рисунке 2 классификация охватывает весь блок экологического мониторинга, наблюдения за меняющейся абиотической составляющей биосферы и ответной реакцией экосистем на эти изменения. Таким образом, экологический мониторинг включает как геофизические, так и биологические аспекты, что определяет широкий спектр методов и приемов исследований, используемых при его осуществлении.

Рисунок 2 –Классификация экологического мониторинга.

Такой экологический мониторинг имеет самостоятельное значение для оценки состояния естественных ресурсов региона, вместе с тем он необходим в качестве своеобразной нулевой точки от счета при  определении характера и степени  изменений экосистем под влиянием антропогенных факторов, под которыми подразумевается хозяйственная  деятельность человека, связанная как  с загрязнением или разрушением  экосистем, так и с их восстановлением, рекультивацией повышением продуктивности.

3.   Биосферные заповедники и их значение в проведении экологического мониторинга.

Следовательно, специфика  биосферного заповедника определяется наличием достаточно обширной природной  зоны с сохранившимися естественными  системами, обладающей экологической  автономностью, т. е. способной к  саморегулированию естественного  состояния природных комплексов, присущих этой зоне. Прочие территориальные  элементы биосферного заповедника  в первую очередь выполняют функции  защиты природной зоны от антропогенных  изменений, содействия восстановлению нарушенного состояния экосистем. Если природной зоны в биосферном заповеднике нет и невозможно восстановить ее естественное состояние, одна из основных задач – получение информации о фоновом уровне состояния биосферы решается недостаточно полноценно.

Таким образом, в биосферном заповеднике необходимы три основные зоны (точнее, территориально-структурные  элементы): центральная, буферная и  зона восстановления. Научные исследования и особенно экологический мониторинг осуществляются во всех зонах биосферного  заповедника.

Центральная зона — основная зона заповедника, поэтому запрет сбора научной информации в природной зоне противоречил бы основной цели организации сети биосферных заповедников. Однако методы научных наблюдений и экспериментальные исследования, проводимые в ней, не должны нарушать естественный ход природных процессов. В противном случае следует отказаться от экспериментальных исследований даже в ущерб полноценности мониторинга.

Буферная зона, окружая природную зону, должна поглощать антропогенное влияние и тем самым защищать от него эту основную часть заповедника. Размеры и режим буферной зоны зависят от размеров и состояния природной зоны, а также от интенсивности антропогенного окружения. Мониторинг в буферной зоне дает информацию о состоянии природных экосистем, находящихся под постепенно слабеющим антропогенным воздействием.

Зону (или участок) восстановления естественного состояния экосистем образуют экосистемы, естественное состояние которых нарушено человеком, но не разрушено и которые при содействии человека могут восстановить свое первоначальное состояние. Удельный вес таких участков в биосферных заповедниках различен, в некоторых случаях их почти нет, а в других они составляют значительную часть всей территории. Сюда можно отнести леса, тронутые в прошлом рубками, популяции животных с аномальными численностью, структурой, поведением и другие изменения состояния природы заповедника. Мониторинг в этой зоне позволяет характеризовать процессы восстановления естественного состояния природы и оценить происходящие изменения в экосистемах.

 Для обоснованного  сопоставления фоновых показателей  природных и полуприродных экосистем с показателями состояния экосистем культурного происхождения, существующих в техногенном ландшафте и активно преобразуемых в результате интенсификации производства, желательно иметь промежуточные характеристики, которые могут быть получены на экосистемах, сравнимых с первыми, но находящихся в условиях стабильного традиционного использования. К ним можно отнести участки, занятые под сельскохозяйственные культуры, лесные, охотничьи, рыбные и другие угодья, эксплуатируемые на стабильном уровне, уже превзойденном при современной интенсификации и уровне технизации аналогичных видов производства. Понятно, что такие участки нерентабельны в современных условиях и могут быть использованы только как научные полигоны биосферного заповедника.

Мониторинг экосистем  этой зоны характеризует переходное, исторически уже пройденное состояние, но получаемые данные важны для построения законченного ряда переходов от природных  систем к современным техногенным, культурным системам, созданным человеком.

При программировании мониторинга  во всех зонах биосферного заповедника  устанавливается единый перечень фиксируемых  показателей, а в качестве объектов наблюдений в первую очередь выбираются биоконцентрирующие и сенситивные виды, которые могут быть индикаторами состояния экосистем. Одной из наиболее сложных сторон организации мониторинга биологических, а значит весьма динамичных и неустойчивых объектов, находящихся в различных сообществах и в разных условиях существования, является задача получения показателей достаточной достоверности или, по крайней мере, с количественно определенной погрешностью наблюдений.

С этим связан принцип размещения полигонов (стационаров) наблюдений, проведение повторных параллельных наблюдений, выбор участков, обладающих нужной репрезентативностью по отношению  к изучаемой территории биосферного  заповедника, а затем и ко всему  региону. Практика работы заповедников показывает, что экстраполяция усредненных  данных, полученных без надлежащей повторности, с небольших отобранных участков на обширную территорию встречает  серьезные, иногда непреодолимые затруднения  при оценке их достоверности. В этом отношении особенно важно соблюдать  единую методику сбора количественных характеристик, с тем, чтобы получать достоверные, хотя бы относительные, но точные показатели изменчивости во времени. Вероятно, предпочтительнее ограничить число фиксируемых показателей, но увеличить количество полигонов  и повторность наблюдений.

В этих условиях экологический  мониторинг может быть полноценно организован  только при едином управлении всеми  зонами биосферного заповедника, объединенными  в общую территорию. Различные  типы биосферных заповедников («объединенных», «концентрированных», «неполных» и  т. п.), создаваемых ныне, трудно представить  в единой глобальной системе, и данные мониторинга такого разнохарактерного  конгломерата, находящегося в разной ведомственной подчиненности, будет  очень сложно сопоставить.

Несомненно, что биосферные заповедники, образованные в регионах, где практически отсутствуют  природные системы, не измененные человеком, и поэтому представляющие биомы  культурных техногенных ландшафтов, нужны и для сохранения генофонда, и для мониторинга, но их, вероятно, лучше объединить в отдельной системе. Нельзя забывать, что культурные экосистемы могут существовать в режиме, созданном человеком в интересах их максимального использования. Обычно это связано со сменой посевных культур, вырубкой и посадкой леса, применением удобрений, пестицидов и других технологических приемов. В таких заповедниках значение зон и методы управления ими, направление мониторинга имеют свою специфику, которую нужно точно определить, не отождествляя их режим с режимом и мониторингом в зонах биосферного заповедника, включающего природные экосистемы.

Поэтому наряду с биосферными  заповедниками правомерно образование  категории «биосферная научная  станция». Такая станция координирует мониторинг заповедной территории с  мониторингом территорий, находящихся  под интенсивным, а значит, нестабильным режимом использования, который  определен научно-техническим уровнем  соответствующего хозяйства.

Образующаяся сейчас система  таких биосферных станций включает самостоятельно действующие биосферные заповедники со своими специфическими задачами, территориальной структурой, объединенным управлением и научные  стационары, организованные на землях интенсивного использования.

В целях представления  биосферными заповедниками основных биомов нашей страны предполагается дальнейшее развитие сети биосферных заповедников и биосферных научных  станций на базе существующих заповедников: Астраханского, Бургузинского, Воронежского, Дарвинского, Окского, Черноморского, «Шлитере», «Аксу-Джабаглы», Карпатского, Алтайского, Бадхызского, Центрально-лесного, Закатальского, Боржомского и др.

  2. Программа  экологического мониторинга в  биосферных заповедниках.

Современное развитие общества и связанное с этим интенсивное  антропогенное воздействие на природную  среду имеет свои положительные  и отрицательные стороны. Преобразование природы в конечном счете приводит к росту материальных благ и культурных ценностей, увеличению продолжительности  жизни людей и т. д. Сопутствующие  отрицательные последствия заключаются  в тенденции к истощению невозобновляемых природных ресурсов, в загрязнении окружающей природной среды, в уменьшении природных возможностей к воспроизводству возобновляемых ресурсов.

Техническая вооруженность  человека в настоящее время такова, что некогда локальные эффекты  воздействия на природную среду  сейчас достигают континентального и даже глобального масштаба. Отсюда следует необходимость скорейшего устранения отрицательных последствий (возможных и уже существующих) антропогенных воздействий. Среди  приоритетных мер в данной области  на одном из первых мест стоит создание системы мониторинга, позволяющей  на основе некоторых наблюдений и  исследований давать адекватную оценку и прогноз последствий антропогенной  деятельности. По своему масштабу такая  система мониторинга должна быть глобальной и многолетней, а по своему содержанию – экологической, т. е. отражать все основные аспекты антропогенного влияния на экологические системы.

Содержащиеся в настоящей  работе предложения основаны на результатах  теоретических и экспериментальных  исследований, проведенных нами за последние 2—3 года и направленных на создание программы комплексного мониторинга загрязнения природной среды и его экологических последствий в биосферных заповедниках.

Содержание разработанной  нами программы, ее специфические особенности  объясняются теми задачами, которые  мы изначально поставили перед системой мониторинга, и характером той информации, обеспечение которой является целью  мониторинга, иначе говоря, информационной системы, не входящей в систему управления, но являющейся необходимым условием разработки эффективных программ регулирования  качества окружающей среды.